【摘 要】
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与传统的功率硅基器件相比,增强型氮化镓（Gallium Nitride,Ga N）器件具有更高的开关速度,被广泛应用于各类高频电源系统中。隔离式栅极驱动芯片是一种可提供高驱动速率、高隔离性能的功率驱动芯片,能有效提升Ga N功率器件在高频系统应用中的抗干扰能力。高压电平移位电路作为其中的核心电路,其性能的优劣直接影响到芯片的传输速率与可靠性。因此,研究全隔离高压电平移位电路的传导特性及抗噪声能力具
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与传统的功率硅基器件相比,增强型氮化镓（Gallium Nitride,Ga N）器件具有更高的开关速度,被广泛应用于各类高频电源系统中。隔离式栅极驱动芯片是一种可提供高驱动速率、高隔离性能的功率驱动芯片,能有效提升Ga N功率器件在高频系统应用中的抗干扰能力。高压电平移位电路作为其中的核心电路,其性能的优劣直接影响到芯片的传输速率与可靠性。因此,研究全隔离高压电平移位电路的传导特性及抗噪声能力具有重要意义。本文首先根据隔离型栅极驱动芯片的设计要求,深入分析了光隔离、磁隔离、容隔离三种隔离方式的优缺点,指出电容隔离具有高速、易于集成的优点。然后通过对电容隔离技术的仿真研究,发现传统电容隔离电平移位电路存在抗干扰能力与输出波形稳定性之间的矛盾关系。针对该问题,本文提出了一种高可靠性电容全隔离电平移位电路,该电路由振荡器、幅度调制电路、全差分共栅放大电路、全差分放大电路和检波电路构成。解调电路采用交叉耦合偏置的全差分共栅放大电路消除共模噪声信号,并形成包络输出,同时,在全差分放大电路中增加前级能量传递,放大包络的幅值,通过检波电路对包络进行整形输出,解决了传统电容隔离电平移位电路抗干扰能力不足的问题。基于CSMC 0.18μm BCD工艺平台,设计了高可靠性电容隔离电平移位电路并进行了后仿真,仿真结果表明:电路传输延时为12ns,抗电源噪声能力为120V/ns,均达到设计指标要求。
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